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环形聚合物是一类具有环状结构且没有端基的高分子材料,因其独特的连续分子拓扑结构,从而表现出不同于线形聚合物的特征,包括较小的流体力学体积和回转半径、较低的熔体粘度、较高的热稳定性等。近年来,含有复杂环形拓扑结构的聚合物受到越来越多的关注。但是,由于合成方法的局限性,导致相对其它类型的聚合物而言,对环形聚合物的研究较少。论文首先基于第三种合成环形聚合物的方法—模块化成环法,利用四官能单体开环易位聚合（ROMP）合成结构明确的聚降冰片烯类双环、四环和四臂单笼聚合物;其次,结合模块化成环法和扩环法,设计合成新型环挂多环聚合物;最后,利用串联式ROMP和易位环化聚合（MCP）反应,制备含共轭链段的单环、相同尺寸（单环尺寸相同）双环以及不同尺寸（单环尺寸不同）双环聚合物。利用透射电子显微镜（TEM）和原子力显微镜（AFM）等测试手段,表征环形聚合物分子形貌。论文的主要研究内容和结果如下:利用模块化成环法,通过连续的ROMP反应制备尺寸可控的双环聚合物c-[PTNBPn-（b-PTNPm）4-（b-PBNPk）2]。首先,设计合成一种新型四官能降冰片烯衍生物,1,3,6,8-四（4-（N-4-苯氧基十一基降冰片烯二酰亚胺）苯甲酸酯）芘（TNBP）,利用ROMP反应构建了含4个活性末端的短链梯蕃均聚物PTNBP5,作为一种通用的起始模块。通过基于ROMP反应的模块化成环法,经过简单的三步投料过程,构建一类尺寸可控的双环c-[PTNBPn-（b-PTNPm）4-（b-PBNPk）2]。利用NMR（~1H NMR,2D ~1H NOESY NMR）、GPC、固有粘度（[η]）、均方回转半径（＜Rg~2＞）等测试手段和特征参数,研究了环形聚合物和四臂星型聚合物的拓扑结构差异。通过氨基化的笼型聚半倍硅氧烷（POSS-NH2）酯交换反应进行后改性,观察到每个单环的内、外径平均尺寸分别为13 nm和34 nm的双环拓扑形貌。重要的是,和四臂星型聚合物相比,环形聚合物具有更高的玻璃化转变温度（Tg）、更优异的机械性能和介电性能。在双环聚合物合成的基础上,设计合成四环聚合物和四臂单笼聚合物。由于双环聚合物环化后的梯蕃结构仍然保持四个活性增长端,通过再次交替加入单官能单体N-3,5-双三氟甲基联苯基-降冰片烯吡咯烷（TNP）和双官能单体双（降冰片烯吡咯烷苯基苝酰亚胺）（BNP）,可以进一步得到四环聚合物c-{PTNBPn-[（b-PTNPm）4-（b-PBNPk）2]2}。更令人欣喜的是,如果将双环聚合物的封端单元由原来的双官能单体BNP替换为四官能单体TNBP,并控制环化时四官能单体TNBP的浓度(2×10-4 mmol m L-1),则可以高效的制备含四条链的单笼聚合物cage-[PTNBPn-（b-PTNPm）4-（b-PTNBPk）2],方便地实现了双环聚合物与笼形聚合物的拓扑结构切换。与对应的四臂星型聚合物和双环聚合物相比,四环聚合物以及笼形聚合物均表现出较小的分子量、较低的[η]和更高的Tg。结合模块化成环法和扩环法,合成一种新型的环挂多环聚合物c-{PBNP-b-[P（TNP-co-（c-PPMT））]2-b-PBNP}。首先通过扩环法制备含罗丹宁的环形侧链大分子单体N（c-PPMT）,然后利用模块化成环法,将N（c-PPMT）和单官能单体TNP无规共聚,接着一锅法加入双官能单体BNP作为环化单元,最终得到环挂多环聚合物。相较于具有相同尺寸的单环聚合物而言,环挂多环聚合物具有更大的分子量(Mn=232.6 kg mol-1 vs Mn=182.5 kg mol-1),初步说明环形大分子单体成功发生ROMP反应,并且核磁共振计算表明每个单环上有6个环形大分子单元。此外,还研究了环形聚合物的热性能和光物理性质。这种新型环形结构的成功制备为形貌的直接观察提供了机会,通过AFM、TEM测试观察到分布均匀的单环分子结构。基于模块化成环法,通过连续的MCP反应,制备含共轭链段的单环聚合物c-[PBHPI-（b-PEHDm）2-（b-PBHPI）];利用串联式ROMP-MCP反应,制备以聚降冰片烯衍生物为核、聚乙炔为主链的双环c-[PTNBP-（b-PEHDm）4-（b-PBHPI）2]。通过NMR、GPC、衰减全反射傅里叶变换红外光谱（ATR-IR）、[η]、＜Rg~2＞等测试,证明单环和双环聚合物与对应线形聚合物之间的拓扑结构差异。此外,由于聚乙炔主链的刚性和共轭双键较高的电子密度,TEM测试直接观察到一种规整的单环和双环拓扑结构。最后,紫外-可见吸收光谱（UV-vis）和循环伏安法（CV）测试表明,聚合物具有较低的最低未占有轨道能级（LUMO）和最高占有轨道能级（HOMO）以及窄的能带隙（Eg）,在太阳能电池中具有潜在的应用前景。基于含共轭链段的单环聚合物合成,通过调节单官能单体2-乙基-己酯-1,6-庚二炔（EHD）与第三代Grubbs催化剂（Ru-III）的比例,可进一步调节环的尺寸,制备具有不同单环尺寸的不对称双环聚合物c-{PBHPI-[（b-PEHDm）2-b-PBHPI]-[（b-PEHDk）2-b-PBHPI]}。借助NMR、GPC、ATR-IR和拉曼等手段对聚合物结构进行了表征和确认,并且环形聚合物因为更加紧凑的拓扑结构而具有更低的[η]和＜Rg~2＞。另外,TEM测试观察到单环尺寸不同的双环聚合物,单环的外径平均尺寸分别为27 nm和15 nm,大环尺寸约为小环的两倍。这种具有不同单环尺寸的不对称双环拓扑结构的制备,充分体现了模块化成环法的优势,是其他传统合成方法所不具备的。